Теплоизолирующая смесь для разливки стали

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подплавляющимся смесям, используемым для разливки стали под слоем шлака и утепления головной части слитка, получаемого разливкой стали в изложницы. Сущность изобретения: для повышения качества поверхности слитков, а также выхода годного теплоизолирующая смесь, основу которой составляет зола-унос, в качестве углеродосодержащего наполнителя содержит горючие сланцы при следующем соотношении, мас.%: зола-унос 88...92,0; горючие сланцы 8,0...12,0. Наличие в смеси горючих сланцев улучшает теплоизолирующие свойства смеси, а образование достаточно жидкоподвижных шлаков предотвращает возникновение поверхностных дефектов, что позволяет повысить выход годного. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подплавляющимся теплоизолирующим смесям, используемым для разливки стали под слоем шлака и утепления головной части слитка, получаемого разливкой стали в изложницы.

Известны теплоизолирующие шлакообразующие смеси, содержащие в качестве основного ингредиента золу-унос ТЭЦ, а в качестве вещества, регулирующего температуру ее спекания и текучесть (угол внутреннего трения) смеси, - графит или кокс [1 и 2].

Однако такие теплоизолирующие смеси, имеющие в своем составе углеродсодержащие вещества, не обеспечивают высокого качества металла и имеют ограниченное применение.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплоизолирующая смесь, содержащая 75-85 мас.% золы и 15-25 мас.% графита [3].

Однако указанная смесь быстро расплавляется в процессе разливки, что приводит к резкому ухудшению ее тепло- изолирующих свойств, значительному количеству бесполезно затраченного тепла, как следствие этого, появление дефектов на поверхности слитков и невысокий выход годного. Кроме того, к недостаткам известной смеси относятся дефицит и высокая стоимость графита.

Цель изобретения - повышение качества поверхности слитков, а также выхода годного.

Поставленная цель достигается путем использования шлакообразующей смеси, содержащей золу-унос и в качестве наполнителя - горючие сланцы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Зола 88-92 Горючие сланцы 8-12 Горючие сланцы представляют собой остаточную породу из группы каустоболитов и состоят из минеральной и органической частей. Органическая часть составляет 48-58 мас. % породы. Удельная высшая теплота сгорания горючих сланцев составляет 8029 кДж/кг.

Наличие в смеси горючих сланцев частично компенсирует расход тепла на нагрев и расплавление смеси в процессе разливки.

Величина компенсации тепла определяется по формуле q = , где q - компенсация расхода тепла на расплавление смеси, %; Q - удельная теплота сгорания горючих сланцев, кДж/кг; t - температура конца плавления золы-уноса, равная 1300^оС; 208,6 - теплота плавления золы-уноса, кДж/кг; К - массовая доля сланцев в смеси, %.

Компенсация тепла, расходуемого на нагрев и плавление смеси заявляемого состава, составляет 50 % . Наряду с этим при горении сланцев образуются газообразные продукты горения, что способствует разрыхлению смеси и образующегося огарка и улучшает их теплоизолирующие свойства.

Наличие указанных эффектов способствует повышению тепловой работы смеси с образованием достаточно жидкоподвижного шлака и позволяет повысить качество поверхности слитка и выход годного.

Оптимальность заявленного соотношения ингредиентов смеси подтверждается тем, что содержание 8-12 мас.% горючих сланцев резко повышает текучесть смеси. Дальнейшее увеличение их содержания до 15 мас.% и выше приводит к горению смеси длинным пламенем с большим пылевыделением. Снижение горючих сланцев в смеси ниже 8 мас.% резко снижает ее текучесть, уменьшает количество выделенного тепла и газообразных продуктов при сгорании сланцев и ухудшает теплоизолирующие свойства смеси.

Показатели качества поверхности слитка и выход годного металла с использованием смесей, содержащих различное количество горючих сланцев, приведены в табл.1.

Как следует из табл.1, уменьшение массовой доли горючих сланцев в смеси ниже 8 мас.% ухудшает качество поверхности слитка и снижает выход годного в сравнении с использованием смеси оптимального состава, содержащей 8-12 мас. % горючих сланцев. Увеличение массовой доли горючих сланцев - выше 12 мас.% практически не влияет на показатели качества поверхности слитка и выход годного металла, но при этом резко ухудшаются санитарно-гигиенические условия разливки стали.

П р и м е р. Смесь оптимального состава приготовляют следующим образом.

Измельченный горючий сланец до фракции класса 2-0 мм тщательно перемешивают в смесителях с золой-уносом ТЭЦ и порциями массой по 7 кг затаривают в бумажные мешки. Смесь применяют как при сифонной разливке стали, так и при разливке сверху. При разливке сифонным способом в слитки массой 12,5 т в количестве 1,2 кг/т укладывается на дно изложницы перед заливкой металла, 1,2 кг/т подается через 2 мин от начала разливки, остаток массой 1,2 кг/т - при наполнении головной части слитка. Общая масса расхода смеси на 1 т стали составляет 3,6 кг. Качественные показатели и выход годного металла, полученных с использованием известной и заявляемой смесей, приведены в табл. 2.

Как следует из табл.2, использование предлагаемой теплоизолирующей композиции предлагаемого состава обеспечивает получение более качественного металла слитков в сравнении с использованием известной смеси. При этом обеспечивается и более высокое значение выхода годного.

Таким образом, использование в составе теплоизолирующей смеси горючих сланцев вместо графита значительно улучшает теплоизолируюущие свойства смеси, а образование достаточно жидкоподвижных шлаков предотвращает возникновение поверхностных дефектов, что позволяет повысить выход годного. Кроме того, замена графита в смеси горючими сланцами позволяет снизить себестоимость теплоизолирующей композиции более чем на 40%.

Формула изобретения

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включающая золу-унос и углеродсодержащий наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества поверхности слитков и выхода годного, в качестве углеродсодержащего наполнителя смесь содержит горючие сланцы при следующем соотношении компонентов, мас.% Зола-унос 88 - 92 Горючие сланцы 8 - 12

РИСУНКИ

Рисунок 1